微生物繁殖.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,微生物的生长及控制,nwsuaf-micro,微生物的个体生长（自学）,微生物生长的规律,微生物生长的测定,影响微生物生长的主要因素,有害微生物的控制,内容提要,本章的难点：细菌在单批培养下的生长规律，这也是本章的重点内容之一。,一个微生物细胞,合适的外界条件,吸收营养物质,进行代谢,.,如果同化作用的速度超过了异化作用,个体的生长,原生质的总量,(,重量、体积、大小,),不断增加,如果各细胞组分是按恰当的比例增长时,则达到,一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目增加,群体内各个个体的进一步生长,群体的生长,一、微生物的纯培养,二、微生物的培养方法,好养培养方法（固体培养、液体培养）,厌氧培养方法（微厌氧培养方法）,第一节,微生物生长的研究方法,第一节,微生物生长的研究方法,三、同步培养,通过诱导或选择，使所有细胞处于同一生长阶段,低于适温度 适温培养,1,、诱导法：,控制温度、培养基成分等,例：,1,、大肠杆菌胸腺嘧啶缺陷菌株,2,、鼠伤寒沙门氏菌,第一节,微生物生长的研究方法,三、同步培养,四、连续培养,以一定流速输入新鲜培养液并流出培养物，使培养系统中的细胞数量和营养状态恒定，使培养细胞保持对数生长的过程。,优 点：,一定生理状态实验材料,提高工业生产效益,基本原则：,培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物是实现微生物连续培养的基本原则。,第一节,微生物生长的研究方法,保持细菌培养液浊度,恒浊培养,四、连续培养,保持细菌培养液营养物质浓度,恒化培养,总结：恒化器与恒浊器的原理和特点,第一节,微生物生长的研究方法,分批培养与连续培养特征的比较,相同点：,群体培养特征,不同点：,分批培养：经历四个时期,连续培养：理论上,对数生长期,第一节,微生物生长的研究方法,五、微生物生长量的测定,评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制(或杀死)作用的效果,客观地反映微生物生长的规律,评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响,微生物生长,第一节,微生物生长的研究方法,1,每克新鲜植物叶子表面附生着大约,100,万个微生物。,2,人的皮肤上平均每平方厘米含有,10,万个细菌，人的肠道中聚集有,100,万亿左右的微生物。粪便中细菌大约占粪便干重的,1/3,。,3,一般人每个喷嚏的飞沫含有,4500-150000,个细菌；感冒患者一个喷嚏含有多达,8500,万个细菌。,4,生活在土壤中和地下的细菌数加起来，估计其总重量为,1.003410,16,吨；当前全球的细菌数量总和约为,510,30,个。,5,据成都,14,家银行回收货币的调查表明，平均每张纸币带有,900,万个细菌，其中两角纸币带有的菌数将近是十元纸币的,5,倍。,6,大肠杆菌大小为,0.52m,，若,1500,个细胞“头尾”相连，仅等于一粒芝麻的长度，而,120,个细胞“并肩”相靠，总宽度才如一根人发粗细。可其繁殖神速，以平均,20min,分裂一次计，,1,个细胞一昼夜可产生的细胞总重理论上可达,4722,吨；另外，其代谢奇快，,1,小时内可消耗相当于其自身重量,2000,倍的糖。,7,被埋在琥珀中达,2500,万年的细菌芽孢，当放到含营养的培养基上培养时仍可萌发生长。,五、微生物生长量的测定,微生物生长量的测定,微生物数量的测定,显微镜直接计数法,稀释平板计数法,最大概率法,比浊法,称重法,含,N,量测定法,DNA,含量测定法,ATP,含量测定法,代谢活性法,微生物重量的测定,五、微生物生长繁殖的测定,微,生,物,生,长,测,量,方,法,个体计数法,重 量 法,比 浊 法,生理指标法,五、微生物生长繁殖的测定,使用细菌计数板或血球计数板在显微镜下直接计数。,优点,：操作简便，计数直观。,利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积 的样品中微生物的数量。,五、微生物生长繁殖的测定,1,、显微镜直接计数法,一）、微生物数量的测定,缺点：,不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；,需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察,1,、显微镜直接计数法,五、微生物生长繁殖的测定,一）、微生物数量的测定,对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。,优点,：传统计数方法。对设备要求不高。,10,-3,10,-5,10,-4,10,-6,五、微生物生长繁殖的测定,2,、稀释平板计数法,(,间接法,）,一）、微生物数量的测定,原理：每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可以通过生长形成菌落。,五、微生物生长繁殖的测定,2,、稀释平板计数法,(,间接法,）,一）、微生物数量的测定,一个可能是多个细胞一起形 成，所以在用菌落形成单位来表示细胞数,2.,菌苔？,五、微生物生长繁殖的测定,一）、微生物数量的测定,2,、稀释平板计数法,(,间接法,）,1.,菌落,（,CFU,）,、比浊计数法,根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。,优点,：简便，直接。,一）、微生物生长数量的测定,五、微生物生长繁殖的测定,范围：,在一定波长（,450-650nm,）下,测定菌悬液的光密度,以光密 度(,optical density,即,OD),表示菌量。,注意：,实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内,否则不准确,五、微生物生长繁殖的测定,一）、微生物生长数量的测定,、比浊计数法,1,、称重法,用离心或过滤的方法将菌体从培养基中分离、冼净，称湿重或干重。,优 点：,简单可靠。,二）、微生物重量的测定,在活性污泥法中采用的指标：,（,1,）混合液悬浮固体,(MLSS),（粗放测定）,污泥,干燥,-,称重,(W1),（,2,）挥发性悬浮固体,(MLVSS),（相对准确）,上述已称重污泥,-,马福炉,(500,度,2,小时,)-,冷却,-,称重,(W2),五、微生物生长繁殖的测定,原理：,通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微,生物群体的生物量；,应用：,此法是测定多细胞及丝状真菌生长量的有效方法,类型：,干 重,湿 重（生物量）,五、微生物生长繁殖的测定,二）、微生物重量的测定,1,、称重法,制法：,将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来，然后烘干(干燥温度可采用105、100或80)、称重。,（,一般干重为湿重的10%20%，而一个细菌细胞一般重约10-1210-13,g,）,应用：,该法适合菌浓较高的样品。,1.1,、干重法,五、微生物生长繁殖的测定,二）、微生物重量的测定,1,、称重法,2,、含氮量测定法,根据样品中菌体蛋白质含量计算微生物重量的方法。,原理,：（,1,）微生物蛋白质含量稳定,（,2,）氮是蛋白质的稳定成分,(,蛋白质量,=6.25,总含,N,量,),优点,：测定准确。,五、微生物生长繁殖的测定,二）、微生物重量的测定,牛奶里为什么添加三聚氰胺？,个体生长 个体繁殖 群体生长,衡量微生物生长的指标,(1),群体的重量,(2),群体的数量,群体水平,讨论：所有微生物都能生长吗？,第二节 微生物生长规律,一、细菌的群体生长繁殖,对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础,生长曲线(,Growth Curve):,细菌接种到定量的液体培养基中,定时取样测定细胞数量，以培养时间为,横座标,，以,细菌对数数目,为,纵座标,作图,得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线,。,二、细菌,分批培养,群体生长规律,-,什么叫分批培养？什么叫纯培养？,第二节,微生物生长规律,“细菌的生长曲线”纵坐标为何是“细菌对数数目”而非“细菌个数数目”？,二、细菌分批培养群体生长规律,第二节,微生物生长规律,分批培养,：将少量的细菌接种到一定体积的液体培养基中，在适宜的条件下培养，最后一次性收获的过程。,生长曲线,：细菌在新的适宜的环境中生长、繁殖、衰老、死亡的动态变化。,根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：,第二节,微生物生长规律,缓慢期 对数期 稳定期 衰亡期,二、细菌分批培养群体生长规律,无分支单细胞,生长曲线的制作？,第二节,微生物生长规律,缓慢期（,延迟期、滞留适应期）,滞留适应期,二、细菌分批培养群体生长规律,将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。,现 象：活菌数没增加，曲线平行于横轴,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,特 点：分裂迟缓、代谢活跃。,(1),生长速率常数,=0,(2),细胞形态变大或增长,(3),合成代谢活跃（核糖体、酶类、,ATP,合成加快），易产生诱导酶对外界不良条件敏感。,第二节,微生物生长规律,缓慢期（,延迟期、滞留适应期,）,4,、菌株的遗传性,滞留适应期,二、细菌分批培养群体生长规律,研究缓慢期长短的意义？,影响缓慢期长短的因素,1,、培养基成分,2,、接种物菌龄,3,、接种量,产生原因：,（,1,）接种时的机械损伤引,（,2,）细胞分裂必需因子的缺乏,在生产实践中的常用以下手段缩短迟缓期,(1)通过遗传学方法改变菌种的遗传特性使迟缓期缩短；,(2)利用最适菌龄的细胞作为种子；,(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；,(4)适当扩大接种量,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,缓慢期（,延迟期、滞留适应期,）,缓慢期,（那个阶段最佳？）,第二节,微生物生长规律,对数期,（,指数生长期）,特点：,（,1,）代谢活性强,（,2,）,生长速度最大，即,代时,短,（,3,）细胞进行平衡生长，,菌体大小、,形态、生理特征等比较一致,对数生长期,二、细菌分批培养群体生长规律,现象：细胞数目以几何级增加，其对数与时间呈直线关系,什么是代时？什么是世代？怎么计算代时？,第二节,微生物生长规律,对数期,（,指数生长期）,对数生长期,二、细菌分批培养群体生长规律,生长的数学模式,N,t,=2,n,N,0,n=3.33(lgN,t,-lgN,0,),G=t/n,n,世代,G,代时,(,每繁殖一代所需的时间,),N,0,对数生长期开始微生物数量,N,t,对数生长期经过时间,t,后微生物数量,1,、纳米细菌,(nanobacteria),，三天才分裂一次,;,2,、二十世纪九十年代初期从地下数公里发现的超微型细菌，,用代谢产生的,CO,2,作指标，计算出这些超微菌的代谢速率仅为,地上正常细菌的10,-15,，有人认为它们需要100年才能分裂一次。,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,对数期,（,指数生长期）,在生产上的应用：,由于对数生长期的细菌个体形态、化学组成 和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，因此生产上常以此期,后段的菌体作为发酵生产的种子，,使微生物发酵的迟缓期缩短,提高经济效益。但此期的长短与菌种、营养物种类及浓度、培养温度的控制等有关。,此期也是研究生理、代谢和遗传问题的最佳时期。,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,对数期,（,指数生长期）,第二节,微生物生长规律,稳定期,（,恒定期，最高生长期）,稳定期,特 点：,1,、细菌数量增加率为,0,，,培养物中的细胞数目达到最高值。,2,、部分细菌大量积累代谢产物。,细菌数量增加率为,0,的原因,?,二、细菌分批培养群体生长规律,细菌分裂增加的数量等于细菌死亡的数量,，,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,此期是收获菌体或初级代谢产物的最佳时期。,故生产上常通过,补充营养物质,(,补料,),或,取走代谢产物、调节,pH,和,温度,、对好氧菌加强搅拌以增强,通气,等措施来,延长稳定生长期,，以获得更多的菌体物质或积累更多的代谢产物,稳定期,（,恒定期，最高生长期）,稳定期在工业上的应用,稳定期,第二节,微生物生长规律,衰亡期,衰亡期,二、细菌分批培养群体生长规律,该时期死亡的细菌以对数方式增加,但在衰亡期的后期,由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，故仍有部分活菌存在。,产生原因：,生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡,特 点,：菌体活性降低、大量死亡；,出现“负生长”,细胞畸变、自溶、,芽孢开始释放,革兰氏染色不稳定,第二节,微生物生长规律,二、细菌分批培养群体生长规律,衰亡期,衰亡期,什么时期菌体代谢产物最多,什么时期细菌细胞代谢活性最强,什么时候细菌细胞总数最多,什么时期细菌细胞生长速度最快,什么时期世代时间短而稳定,对数生长期,稳定期,稳定期,对数生长期,对数生长期,第二节,微生物生长规律,小 结,二、细菌分批培养群体生长规律,思考题,1,、研究细菌生长曲线的意义？举例说明,2,、简述无分支单细胞微生物与丝状微生物的生长规律的不同点？,知识回顾,1,、设计一个方案延长对数期的时间？,2,、设计一个方案延长同步培养的世代？,3,、设计一个方案保存育种？,第三节、环境因素对微生物生长的影响,极端环境条件对细菌的影响,死 亡,环境条件一定范围的变化，影响,形态,生理,生长,繁殖,温度,O2,氧化还原电位,水分,辐射,化学药物,pH,影响细菌生长的主要环境因子,nwsuaf-micro,（一）、细菌的生活环境,一、温度,1,、温度对微生物生长的影响,微生物的生长温度类型,低 温 型,中 温 型,高 温 型,温度对微生物生长的影响,高温：蛋白质变性 酶失活 核糖体解体,致死时间、致死温度,低温：酶活性下降、新陈代谢缓慢,微生物的三种基本温度,最低生长温度,最高生长温度,最适生长温度,影响酶活性,（一）、细菌的生活环境,2,、高温灭菌,一、温度,高温灭菌,湿热灭菌,干热灭菌：干燥条件，,160,维持,1-2h,。,高压蒸汽灭菌法：密闭条件下，水加热蒸发形成高压,的同时产生高温。利用高温杀死菌。,巴斯德消毒法：采用,71.6,的温度处理,15s,或,62.9,处理,30s,的消毒方法。,间歇灭菌法：,100,，,30-60min,冷却，,37,培养,1d,反复三次,微生物类型,生长温度,最低 最适 最高,嗜冷微生物,兼性嗜冷微生物,嗜温微生物,嗜热微生物,超嗜热或嗜高温微生物,45,45 55,65 80,65 80,90 100,根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为,五个类型,一、温度,3,、低温保藏,一、温度,菌种保存（试管斜面或孢子砂土管）,食品保藏,特例：流感杆菌、脑膜炎球菌,造成死亡的原因：,冻结时细胞水分变成冰晶，冰晶对细胞膜产生机械损伤，膜内物质外漏,冻结过程造成细胞脱水。,冻结速度对冰晶形成有很大影响，缓慢冻结，形成的冰晶大，对细胞损伤大；快速冻结，形成的冰晶小、分布均匀，对细胞的损伤小，因此，利用快速冻结可以对一些菌种进行冻结保藏，一般情况下在菌悬液中再加一些甘油、糖、牛奶、保护剂等可对菌种进行长期保藏。,微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群:,专性好氧菌,:,好氧菌,微好氧菌：,兼性厌氧菌,耐氧厌氧菌：,厌氧菌,(,专性,),厌氧菌：,二、氧气,根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为：,好氧,微好氧,耐氧型,兼性厌氧,专性厌氧,微生物类型,最适生长的,O,2,体积分数,好氧,微好氧,氧的忍耐型,兼性厌氧,专性厌氧,等于或大于20,2一,l0,2,以下,有氧或无氧都可,有氧更好,不需要氧、有氧时死亡,二、氧气,高,低,氧气浓度,二、氧气,注意：,二、氧气,氧对于好氧微生物生长虽然可以通过好氧呼吸产生更多的能量，满足机体的生长需要，但另一方面，对一切生物来说，氧都会使其产生有毒害的代谢产物，如超氧基化合物与,H,2,O,2,，,这两种代谢产物互相作用还会产生毒性很强的自由基,OH,.,。,自由基是一种强氧化剂，它与生物大分子互相作用，可导致产生生物分子自由基，从而对机体产生损伤或突变作用，直至死亡。氧之所以对专性厌氧微生物以外的其他四种类型微生物不产生致死作用，是因为它们具有超氧物歧化酶（,SOD,）和过氧化氢酶，可催化超氧化合物分解，最终分解成水。,影响膜的通透 物质的吸收能力,改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径,如：酵母菌在,pH4.5-5,产乙醇，在,pH6.5,以上产甘油酸。,环境,pH,还影响培养基中营养物质的离子化程度，从而影响营养物质吸收，或,有,毒物质的毒性。,三、,pH,值,微生物,最低,pH,最适,pH,最高,pH,细菌,3-5,6.5-7.5,8-10,酵母菌,2-3,4.5-5.5,7-8,霉菌,1-3,4.5-5.5,7-8,酶促反应：,酶促反应在一个最适,pH,范围，酶促反应速率最高，微生物生长速率最大，因此微生物生长也有一个最适生长的,pH,范围。,当一整体时，微生物生长,pH2-10,，但绝大多数都在,pH5-9,三、,pH,值,注意：,同种微生物在不同生长阶段和不同生理生化过程，有不同最适,pH,值,pH,值不仅对微生物细胞生长有直接影响外，还可影响对营养物的吸收、影响环境有害物对微生物的毒害以及代谢中各种酶的活力。,三、,pH,值,第四节 微生物生长的控制,为什么必须控制微生物？选择特殊抗微生物剂需考虑的因素是什么？,基本概念,3,、防腐：,在某些理化因子的作用下，能完全防止或抑制微生物生长的措施,2,、消毒：,利用某种方法杀死或灭活物体表面或内部一部分病原微生物的措施。,在治疗学与卫生学上，指“杀死病原微生物”,在 发酵工业上，指“除去会引起污染的微生物”,1,、灭菌：,指利用某种方法杀灭物体中包括芽孢在内的所有微生物的措施,4,、化疗：,利用具有选择毒性的化学物质如磺胺、抗生素等对生物体内部被微 生物感染的组织或病变细胞进行治疗，以杀死组织内的病原微生物或病变细 胞，但对机体本身无毒害作用的治疗措施。,第四节 微生物生长的控制,一、控制微生物生长的化学物质,2.1,抗微生物剂(,antimicrobial agent),是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质,1,、根据抗微生物的特性,：,抑菌剂,:,杀菌剂,:,溶菌剂,:,机理是这类物质结合到核糖体上抑制蛋白质合成，导致生长停止，由于它们同核糖体结合不紧，它们在浓度降低时又会游离出来，核糖体合成蛋白质的能力恢复，使生长恢复,它们是紧紧地结合到细胞的作用靶位上，即使在浓度降低时也不能游离出来，因此生长不能恢复,能抑制细胞壁合成或损伤细胞质膜,第四节 微生物生长的控制,2,、按实用习惯抗微生物剂分,：,消毒剂：,可杀死微生物，通常用于非生物材料的灭菌或消毒。,防腐剂：,能杀死微生物或抑制其生长，但对人及动物的体表组,织无毒性或毒性低，可作为外用抗微生物药物。,HgCl,2,、CuSO,4,、,碘液、氯气、乙烯氧化物、甲醛剂、臭氧,有机汞、0.1%-1硝酸银、碘液、70%乙醇、3过氧化氢,一、控制微生物生长的化学物质,2.1,抗微生物剂(,antimicrobial agent),是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质,第四节 微生物生长的控制,3,、各种抗微生物化学制剂杀菌能力的比较标准：,石炭酸系数（,酚系数测定）,：,指在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度和达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率，即,化学消毒剂与杀菌效力相比较，所得的就是杀菌效力的比值，,一般规定处理时间为10分钟，而供试菌定为,Salmonella typhi,（,伤寒沙门氏菌）。,（苯酚系数大于,2,或等于,2,才合格）,在临床上最早使用的消毒剂,-,石炭酸,一、控制微生物生长的化学物质,2.1,抗微生物剂(,antimicrobial agent),是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质,第四节 微生物生长的控制,作用时间（分）,浓度,5 10 15,石碳酸,1,：,90 -,1,：,100 +-,1,：,110 +-,消毒剂,1,：,150 -,1,：,170 -,1,：,200 -,1,：,225 -,1,：,250 +-,1,：,275 +-,一、控制微生物生长的化学物质,2.1,抗微生物剂(,antimicrobial agent),是一类能够杀死微生物或抑制微生物生长的化学物质,杀菌效力的比值。,苯酚系数,=,消毒剂的杀菌稀释度,/,苯酚的杀菌稀释度,具体的测定方法,:,是分别将酚及待测化学消毒剂按不同比例稀释，各取5,ml,放到试管中，再加入经24小时培养后的菌悬液各0.5,ml，,混匀后放入 20水浴中，5、10、15分钟分别取一接种环混合液移种到另一支5,ml,的肉汤培养基中，37培养24小时记录生长情况。,第四节 微生物生长的控制,2.2,抗代谢物,(,Antimetabolite),有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似，以至可以和特定的酶结合，从而阻碍了酶的功能，干扰了代谢的正常进行，这些物质称为抗代谢物,。,叶酸对抗物（磺胺）、,嘌呤对抗物（6-巯基嘌呤）、,苯丙氨酸对抗物（对氟苯丙氨酸）、,尿嘧啶对抗物（5-氟尿嘧啶）,胸腺嘧啶对抗物（5-溴胸腺嘧啶）,一、控制微生物生长的化学物质,第四节 微生物生长的控制,磺胺,药物是最早发现，也是最常见的化学疗剂，抗菌谱广，能治疗多种传染性疾病,应用：,对大多数革兰氏阳性细菌（如肺炎球菌、溶血性链球菌等）和某些革兰氏阴性细菌（如痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等）对放线菌也有一定的作用。,作用机理：,磺胺是叶酸组成部分对氨基苯甲酸的结构类似物,而很多细菌需要自己 合成叶酸才能生长。,注意：,磺胺对人体细胞无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶-二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长,一、控制微生物生长的化学物质,2.2,抗代谢物,第四节 微生物生长的控制,2.3,抗生素,(,Antibiotics),某些生物合成或半合成的一类次级代谢产物或衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或影响它种生物的生命活动，如杀死或抑制微生物生长。,10万种半合成抗生素,-,临床上常用的仅几十种,原始定义,：由微生物产生的、能抑制其他微生物生长的物质。,抗生素：,是生物在其生命活动过程中所产生的，能在低微浓度下有选 择地抑制或影响它种生物功能的有机物质。,第四节,微生物生长的控制,一、控制微生物生长的化学物质,1,、定义,2,、抗生素作用机制：,1,、抑制细菌细胞壁合成,2,、破坏细胞质膜,3,、作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化,4,、抑制蛋白质和核酸合成,第四节 微生物生长的控制,一、控制微生物的化学物质,2.3,抗生素,(,Antibiotics),抗生素种类,产生菌,化学结构,作用对象,作用机制,青霉素,真菌产生,内酰胺类,抗,G,+,细菌的,影响细胞壁合成,链霉素,放线菌产生,氨基糖甙类,抗,G,细菌,影响蛋白质合成,红霉素,放线菌产生,大环内酯类,抗,G,+,细菌的,影响蛋白质合成,多粘菌素,细菌产生,多,肽类,抗,G,细菌,影响细胞膜通透性,四环素,放线菌产生,四环素类,抗病毒,影响蛋白质合成,灰黄霉素,真菌产生,多烯类,抗真菌、病毒,影响核酸合成,第四节 微生物生长的控制,1,、微生物抗药性的产生,微生物抗药性是如何发展的？,(,激发抗性机制,),一、控制微生物的化学物质,应用抗生素注意：,(1)第一次使用的药物剂量要足；,(2)避免在一个时期或长期多次使用同种抗生素；,(3)不同的抗生素(或与其他药物)混合使用；,(4)对现有抗生素进行改造；,(5)筛选新的更有效的抗生素；,抗生素与防腐剂和消毒剂有什么区别,?,抗病毒有什么可使用的抗生素？,第四节 微生物生长的控制,一、控制微生物的化学物质,抗生素与防腐剂和消毒剂有什么区别？（合成抗生素称化学治疗剂）,抗病毒有什么可使用的抗生素？,病毒没有细胞壁、不进行蛋白质的合成、没有原生质膜，只有一些能干扰病毒复制的抗生素能用于治疗,干扰素,第四节 微生物生长的控制,一、控制微生物的化学物质,二、控制微生物的物理因素,温 度,辐射作用,过滤作用,超声波,渗透压,干 燥,1,、影响微生物生长繁殖的物理因素,第四节 微生物生长的控制,1.高温灭菌,高温的致死作用：,它可致蛋白、核酸和脂类等重要生物高分子发生空间结构变化甚至被降解。,二、控制微生物的物理因素,第四节 微生物生长的控制,1.1,干热灭菌,火焰灼烧：实验室内酒精灯、焚烧等,烘箱内热空气灭菌,干热灭菌,（灭菌最彻底）,温度：150-170；,时间：1-2,h,对象：金属器械、接种环、玻璃器皿等,二、控制微生物的物理因素,1.高温灭菌,第四节 微生物生长的控制,1.2,湿热灭菌,1,、湿热比干热灭菌效果更好：,其更易于传递和穿透，更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构；,温度越高，微生物死亡越快。通常情况下温度为121.3。,2,、湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件,:,多数细菌和真菌的营养细胞,:,在60左右处理5-10分钟；,酵母菌和真菌的孢子,:,用80以上温度处理,细菌的芽孢,:121,处理15分钟以上；,用,100,及以上的蒸汽进行灭菌。,1.高温灭菌,二、控制微生物的物理因素,第四节 微生物生长的控制,衡量灭菌效果的指标,热致死时间(,thermal death time)：,即在一定温度下杀死所有某一浓度微生物所需要的最短时间。,热死温度（,thermal death time,）,:,又称热死点，指在一定时间内（一般,10min,），杀死某微生物的水悬浮液群体所需的最低温度。,二、控制微生物的物理因素,1.高温灭菌,1.2,湿热灭菌,第四节 微生物生长的控制,最早起源：高温处理对牛奶及其热敏感物质不适宜，因为高热破坏了食品的营养、风味及生物活性。,消毒用温度、时间范围很大：60-85处理15秒至30分钟,1.2.1,巴氏消毒法,(pasteurization,，,pasteurizing),具体方法,低温维持法（,LTH,）：只要在63下维持30,min,高温瞬时法,(HTST),：只要在72下维持15,s,超高温法,(UHT),：只要在135-150下维持2-6,s,1.2,湿热灭菌,1.高温灭菌,二、控制微生物的物理因素,第四节 微生物生长的控制,将待消毒物品如注射器、金属用具、解剖用具等在水中煮沸15,min,或更长时间，以杀死细菌或其他微生物的营养体和少部分的芽孢或孢子,1.2.2,煮沸消毒法,如果在水中适当加1碳酸钠或2,-5,的石炭酸则杀菌效果更好,二、控制微生物的物理因素,1.高温灭菌,1.2,湿热灭菌,第四节 微生物生长的控制,对于某些培养基，由于高压蒸汽灭菌会破坏某些营养成分，可用间隙灭菌法灭菌，即流通蒸汽(或蒸煮)反复灭菌几次，,1.2.3,间隙灭菌法,例如第一次蒸煮后杀死微生物营养体，冷却，培养过夜，使孢子萌发后，又第二次蒸煮，再杀死营养体。这样反复23次就可以完全杀死营养体和芽孢，而可以保持某些营养物质不被破坏。,1.2,湿热灭菌,1.高温灭菌,二、控制微生物的物理因素,第四节 微生物生长的控制,121,15-20min,；,115,15-35min,；,注意：要充分排尽空气再升至高温。,135-1,40,5-15s,工业上发酵培养基,135-150,2-6s,牛奶或其它液态食品,如超高温瞬时灭菌牛奶（,UHT,奶）,1.2.4,高压蒸汽灭菌法,(autoclaving),应用：,适于一切微生物学实验、医疗保健机构或发酵工厂,二、控制微生物的物理因素,1.高温灭菌,1.2,湿热灭菌,第四节 微生物生长的控制,1.2.5,连续加压灭菌,(continuous autoclaving,）,135-1,40,5-15s,工业上发酵培养基,135-150,2-6s,牛奶或其它液态食品,应用,：,如超高温瞬时灭菌牛奶（,UHT,奶）,二、控制微生物的物理因素,1.高温灭菌,1.2,湿热灭菌,第四节 微生物生长的控制,2辐射灭菌(,Radiation Sterilization),辐射灭菌是利用电磁辐射产生的电磁波杀死物体上大多数微生物的一种有效力法。,电磁波:,微波:,通过微波发热杀死微生物的作用；,紫外线(,UV):,使,DNA,分子中相邻的嘧啶形成嘧啶二聚体，抑制,DNA,复制与转录等功能，杀死微生物；,X,射线和,射线:,使其他物质氧化或产生自由基(,OH、H),破坏和改变生物大分子的结构，以抑制或杀死微生物。,二、控制微生物的物理因素,第四节 微生物生长的控制,3,、过滤除菌,二、控制微生物的物理因素,用于空气和不耐热的液体培养基的灭菌但其不能除去样品中的病毒和支原体、衣原体等病原体。,第四节 微生物生长的控制,本章补充思考题,试分析影响微生物生长的主要因素及影响机理。,试述单个细菌细胞生长与细菌群体生长的区别？,封闭系统中微生物的生长经历那几个生长期？以图表示并指明各期的特点。如何利用微生物的生长规律来指导工业生产？,哪几种氧形式对细胞又毒性？微生物细胞具有什么酶来解除氧的毒性？,